CH521661A - Bahnen- oder bandförmiger, elektrisch leitender Wickelstoff - Google Patents

Description

  
 



  Bahnen- oder bandförmiger, elektrisch leitender Wickelstoff
Um zu verhindern, dass bei Hochspannungswicklungen elektrischer Maschinen und Geräte Glimmentladungen zwi schen der Oberfläche der Isolierung und den auf Erdpoten tial liegenden Konstruktionselementen und magnetisch wirk samen Blechpaketen oder Kernen auftreten und zur Span nungssteuerung an der Oberfläche solcher Isolierungen   wer-    den Schichten mit begrenzter elektrischer Leitfähigkeit be nötigt, die hohlraumfrei mit der Isolierung verbunden sind.



   Es ist bekannt, für diesen Zweck Lacke mit leitenden Pig menten, wie Russ, Graphit, Siliciumkarbid, Metallschliff oder dergleichen auf die Isolierung aufzutragen oder die Isolie rung mit graphithaltigem Papier zu umwickeln. Derartige
Anordnungen besitzen aber nur eine begrenzte Wärmefe stigkeit.



   In den letzten Jahren ist jedoch die Dauerwärmebeständigkeit elektrischer Isolierungen durch die Verwendung wärmebeständiger Trägerstoffe für den als Hauptisoliermittel verwendeten Spalt- oder Feinglimmer sowie hochwertiger härtbarer Tränkharze soweit verbessert worden, dass solche Isolierungen für Betriebstemperaturen bis etwa 160   "C    eingesetzt werden können. Vor allem seit die Trän-' kung ganzer Maschinenständer mit unimprägniert, aber bereits mit dem Glimmschutz versehen eingelegter Wicklung mit lösungsmittelfreien härtbaren Harzen in zunehmendem Masse durchgeführt wird, besteht die Aufgabe, geeignete, elektrisch leitende Wickelstoffe mit hoher Dauerwärmebeständigkeit zu schaffen, die als Aussenglimmschutz verwendet werden können und Gebrauchstemperaturen bis 160   "C    zulassen.



   Zur Lösung dieser Aufgabe besteht ein bahnen- oder bandförmiger, elektrisch leitender Wickelstoff gemäss der Neuerung aus einem porösen, wärmealterungsbeständigen Träger, der beidseitig mit einer kontinuierlichen Lackschicht aus wärmebeständigen, im Tränkharz nicht quellenden Harzen überzogen ist, die elektrisch leitende Teilchen enthält und der angenähert 10 bis 20    /o    verhältnismässig niedermolekularer, bei Raumtemperatur noch fliessfähiger, mit den Harzen der Lackschicht verträglicher und in die Tränkharze der Isolierung einbaufähiger Stoffe beigemengt sind. Ein der artiger Wickelstoff ist wärmebeständig und geschmeidig, so dass er auch nach langem Lagern leicht verarbeitet werden kann. Die niedermolekularen, noch fliessfähigen Zusätze wirken für die Lackschicht als äussere Weichmacher.



   Für die Lackschicht auf dem Wickelstoff eignen sich Silikonlacke, aromatische Polyamide, aromatische Polyimide, Polybenzimidazole, Polybenzhydantoine und ähnliche lineare aromatisch-heterozyklische Polykondensationsprodukte. Ihr meist verhältnismässig starres Molekülsystem wird. durch die äussere Weichmachung, d. h. durch Zumischen von etwa 10 bis 20    /0    verhältnismässig niedermolekularer bei Raumtemperatur noch fliessfähiger, mit den Harzen der Lackschicht verträglicher Stoffe flexibel gemacht.



   Es ist zweckmässig, zur äusseren Weichmachung härteroder vernetzerfreie Komponenten der für die Imprägnierung der Isolierung verwendeten Tränkharzmischungen zu verwenden. Hierdurch wird vermieden, dass aus dem leitfähigen Wickelstoff bei der Tränkung durch das Tränkharz extrahierter Weichmacher das Tränkharzsystem verunreinigt und andererseits wird durch in geringen Mengen in den Wickelstoff eindiffundierenden Härter oder Vernetzer aus dem Tränkharz, das nur die Verarbeitbarkeit erleichternde Weichmachungsmittel bei der anschliessenden Härtung ebenfalls ausgehärtet, was für die Verklebung mit der übrigen Isolierung vorteilhaft ist.

  Werden als Tränkharz für die Isolierung Epoxidtränkharzmischungen verwendet, so empfiehlt es sich, der Lackschicht niedermolekulare Epoxidharze im Molekulargewichtsbereich zwischen 200 und 600 beizumengen; werden dagegen styrolfreie ungesättigte Polyester als Tränkharze verwendet, so empfehlen sich ungesättigte Polyesterharzsysteme als Beimischung für die Lackschicht.



   Andere geeignete Weichmacher sind Polyesterkondensate aus Fumar-, Isophthalsäure und Neopentylglykol im Molekulargewichtsbereich zwischen 1000 und 2000, aber auch wärmebeständige inaktive, als Weichmacher geeignete Ester oder Äther oder andere stabile Verbindungen.



   Als Grundmaterial für den Wickelstoff kommen Glasseide, Asbestgewebe, Gewebe, Vliese oder Papiere aus wärmebeständigen Kunstfasern und Mischungen dieser Stoffe mit Glasseide in Betracht.



   Auf einem derartigen Träger wird die Lackschicht auf beiden Seiten des Trägers kontinuierlich aufgebracht Für diese Lacke sind vor allem schnellhärtende Silikonlacke  oder Lösungen hochwärmebeständiger   Kunststoffe    oder in solche beim Trocknen oder Ewärmen überführbare Vorstufenkondensate geeignet; denen geeignete Weichmacher zugefügt sind. Je nach dem gewünschten Leitwert, den der Wickelstoff haben soll, werden feinteilige Metalle, wie Silber, Silberkupferlegierungen oder Nickel, Graphit, Russ, Sili   ciumkarbid    oder halbleitende   Keramikpulver oder    Mischungen dieser Stoffe miteinander oder eventuell mit indifferenten anderen Füllstoffen, wie z. B. feinstteiliger Kieselsäure zur Erzeugung thixotroper Eigenschaften, in die Lacklösung eingemischt.



   Zur Herstellung des Wickelstoffes wird das pastenartige Gemisch aus Lack, Weichmacher und Leitkörper in der gewünschten Stärke nach üblichen Verfahren, wie Walzen, Spachteln oder Streichen auf den Träger aufgetragen und in einem Trockenkanal soweit vorgetrocknet, dass das Material ohne zu verkleben aufgewickelt werden kann. Der gewünschte Aushärtungsgrad lässt sich durch Nachhärten im aufgewickelten Zustand einstellen.



   Es ist aber auch möglich, das pastenartige Gemisch aus Lack, Weichmacher und Leitkörper als leitende oder halbleitende Anstriche auf schon fertige Isolierungen aufzubringen.



   Im folgenden sei die Neuerung anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.



   Der aus miteinander verdrillten, gegeneinander isolierten Teilleitern zusammengesetzte Wicklungsstab 1 einer elektrischen Maschine ist zu seiner Isolation zunächst mit Glimmerband 2 in mehreren Lagen umbandelt. Dieses Glimmerband 2 besteht aus einer flexiblen Unterlage 3, auf der eine ein- oder mehrphasige Schicht 4 aus Glimmerblättchen aufgebracht ist. Diese Schicht 4 ist wiederum durch eine wärmebeständige Decklage 5 abgeschlossen, die vorteilhafterweise aus dem gleichen Material wie die Unterlage 3 besteht. Die Schicht 4 aus Glimmerblättchen wird auf der Unterlage 3 durch ein Klebeharz gehalten, das sich vollständig später in das zum Imprägnieren verwendete Imprägnierharz einbauen lässt. Das Glimmerband 2 enthält ausserdem den die Polymerisations- oder Polyadditionsreaktion abkürzenden Beschleuniger für das Imprägnierharz.



   Auf diese Schichten des Glimmerbandes 2 wird als Aussenglimmschutz für die Isolierung der bandförmige Wickelstoff 6 gewickelt, der gemäss der Neuerung ausgebildet ist.



   Fig. 2 zeigt stark vergrössert schematisch den besonderen Aufbau des Wickelstoffes 6. Den porösen, wärmealterungsbeständigen Träger 7 für den Wickelstoff bildet ein Glasseidegewebe. Dieser Träger 7 ist beidseitig mit einer kontinuierlichen Schicht 8 aus wärmebeständigen Silikonlakken bedeckt. Zur äusseren Weichmachung enthält die Schicht 10 bis 20 % verhältnismässig niedermolekularer, bei Raumtemperatur noch fliessfähiger, mit den Silikonlacken verträgliche Stoffe. Ausserdem sind in ihr nicht dargestellte elektrisch leitende Teilchen aus Russ derartig eingebettet, dass diese durchlaufend leitende Bahnen bilden. 

  Da Silikonlacke in dem zur Imprägnierung der Isolierung verwendeten Tränkharz nicht quellen, hat der Wickelstoff 6 den Vorteil, dass sich seine Leitfähigkeit bei dem erst nach dem Aufwik   keln    des Wickelstoffes 6 durchgeführten Tränk- und Härtungsprozess der Isolierung nicht oder nur unwesentlich ändert. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Bahnen- oder bandförmiger, elektrisch leitender Wickelstoff zur Verwendung als elektrisch oberste Abdeckung einer Isolierung für elektrische Maschinen, die mit zur polymerisations- oder polyadditionsreaktionsfähigen Tränkharzsystemen imprägniert und anschliessend ausgehärtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelstoff (6) aus einem porösen, wärmealterungsbeständigen Träger (7) besteht, der beidseitig mit einer kontinuierlichen Lackschicht (8) aus wärmebeständigen, im Tränkharz nicht quellenden Harzen überzogen ist, die elektrisch leitende Teilchen enthält und der angenähert 10 bis 20 % verhältnismässig niedermolekularer, bei Raumtemperatur noch fliessfähiger, mit den Harzen der Lackschicht verträglicher, in die Tränkharze der Isolierung einbaufähiger Stoffe beigemengt sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Wickelstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähigen Lackschicht (8) härter- oder vernetzerfreie Komponenten der für die Imprägnierung der Isolierung verwendeten Tränkharzmischungen beigemengt sind.

   2. Wickelstoff nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähigen Lackschicht (8) niedermolekulare Epoxidharze im Molekulargewichtsbereich zwischen 200 und 600 beigemengt sind.

   3. Wickelstoff nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähigen Lackschicht (8) Polyesterkondensate aus Fumar-, Isophthalsäure und Neopentylglykol im Molekulargewichtsbereich zwischen 1000 und 2000 beigemengt sind.

   4. Wickelstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Lackschicht 5. Wickelstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Träger (7) aus einem Vlies besteht.

   6. Wickelstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Träger (7) aus einem Gewebe besteht.